C. 油滴向下运动 【答案】D 【解析】
D. G中有b到a的电流
【详解】A.油滴恰好处于静止状态,电场力和重力平衡,所以油滴电场力向上,而有电路分析可知,电容器上极板带正电,故电场线向下,所以油滴带负电,故A错误. B.由于R2断路,电路中总电阻变大,总电流变小,根据闭合电路欧姆定律有:
E?Ir?U
外电压U变大,根据欧姆定律:
U1?IR1
可知R1两端电压U1减小,又:
U?U1?U2
所以R2两端电压U2变大,故B错误.
C.由于电容器两端电压即为滑动变阻器两端电压,由B选项分析可知U2变大,根据:
E?U2 d可知板间电场强度变大,所以电场力变大,故油滴向上运动,C错误. D.根据:
C?Q U2可知电容器电荷量增加,而电容器上极板带正电,故G中有b到a的电流,所以D正确.
8.如图所示,长为2L的轻弹簧AB两端等高地固定在竖直墙面上,弹簧刚好处于原长,现在其中点O处轻轻地挂上一个质量为m的物体P后,物体向下运动,当它运动到最低点时,弹簧与竖直方向的夹角为θ,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 向下运动的过程中,物体的加速度先增大后减小 B. 向下运动的过程中,物体的机械能先增大后减小
mgL tan?mgD. 物体在最低点时,弹簧中的弹力为
2cos?C. 物体在最低点时,弹簧的弹性势能为【答案】C 【解析】
【详解】A.物块向下运动,弹簧弹力增大,所受合外力减小,加速度减小,方向向下,当加速度为零时,重力和弹簧弹力的合力相等速度最大,物块继续向下运动弹簧弹力增大,合力增大,加速度增大方向向上,到达最低点时速度为零,故加速度先减小后增大,故A错误; B.物体向下运动的过程中,弹簧弹力向上,位移向下,做负功,根据:
W非??E
可知机械能一直减小,故B错误;
C.根据能量守恒定律,物体在最低点时,速度为零,动能为零,物块减小重力势能转化为弹簧的弹性势能,有几何关系得物块下降的高度:
h?故弹簧的弹性势能为:
L tan?mgL tan??E弹?mgh?故C正确;
D.当加速度为零时,重力和弹簧弹力的合力相等,物块继续向下运动弹簧弹力增大,弹簧弹力的合力大于重力,则有:
F弹cos??解得:
mg 2F弹?mg
2cos?故D错误;
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共计20分。每小题有多个选项符合题意。全部选对得4分,选对但不全得2分。错选或不答得0分。
9.如图所示,在正点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。下列说法正确的有( )
A. 电子在A点的加速度大于B点 B. A点电势高于B点电势 C. 电子一定从A向B运动
D. 电子在A、B两点电势能大小关系为EPA 【详解】由运动轨迹可知电场力方向指向轨迹凹侧,所以电子所受电场力方向指向左侧,故电场线是M到N;又因为是正点电荷Q产生的电场,所以场源电荷Q在左边,大概做出电场线如图所示: A.由图可知A点的场强大于B点的场强,故电子在A点的加速度大于B点,A正确. B.根据电场线的方向可知A点电势高于B点电势,故B正确. C.由运动轨迹不能判断电子向哪个方向运动,故C错误. D.根据: Ep?q? 可知电子电子在A电的电势能小于B点电势能,故D正确. 10.如图所示是回旋加速器示意图,其核心部分是两个D形金属盒,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连,现分别加速氘核和氦核。已知氘核的质量、电量均是氦核的2倍。下列说法中正确的有( ) A. 它们的最大速度相同 B. 它们的最大动能相同 C. 两次所接电源的频率相同 D. 仅增大电源的电压可增大粒子的最大动能 【答案】AC 【解析】 【详解】A.根据: v2qvB?m R得: v?两粒子的比荷 qBR mq相等,所以最大速度相等.所以A正确. mB.最大动能: 12q2B2R2 EK?mv?22m两粒子的比荷 q相等,但质量不等,所以最大动能不等.故B错误. mC.带电粒子在磁场中运动的周期: T?两粒子的比荷 2?m qBq相等,所以周期相等,带电粒子在磁场中运动的周期即为所接电源的变化周m期,故电源变化周期相同,电源的频率相同,所以C正确. D.回旋加速器加速粒子时,粒子的最大动能与电源电压无关,故D错误. 11.如图所示电路中,电源电动势为E,电源内阻为r,固定电阻为R1=阻值是R2,且R2=r,则在滑动触头从a端滑到b端过程中( ) 3r,滑动变阻器的总4 A. 电源的输出功率先减小后增大 B. 电源的输出功率先增大后减小 C. 固定电阻R1上消耗的功率先减小后增大 D. 滑动变阻器R2上消耗的功率先减小后增大 【答案】BC 【解析】 【详解】AB.当R外=r的时候 电源的输出功率最大,由于R1= 3r, 4r,因此外4当滑动变阻器从a→b移动时,R2左右两部分并联的总电阻先增大后减小,最大为电路总电阻最大为: 3rr??r 44故随着R外增加,电源的输出功率增加;外电阻减少,电源的输出功率减小,所以输出功率是先增大后减小的,故A错误,B正确; C.当滑动变阻器从a→b移动时,R1左右两部分并联的总电阻先增大后减小,根据闭合电路欧姆定律: E?I?r?R外? 可知总电流是先减小后增大;对固定电阻R1有: P?I2R1 所以固定电阻R1上消耗的功率先减小后增大;故C正确. D.将R1看成电源的内阻,等效电源的内阻为R1+r,变阻器为外电路,显然外电阻小于等效电源内电阻,滑动变阻器从a→b移动时外电阻先增大后减小,等效电源的输出功率,即R2上消耗的功率先增大后减小,故D错误。 12.摩擦传动是传动装置中的一个重要模型,如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动,其中O、O'分别为两轮盘的轴心,已知两个轮盘的半径比r甲:r乙=3:1,在工作时两轮盘不